高速列车车体铝合金抗应力腐蚀性能基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2009BAG12A07-B03)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SWJTU12CX047)作者简介：江超(1990-),男，博士研究生，研究方向为铝合金应力腐蚀，电话：15982124997,E-ma订:jccl048@163.com通讯作者：陈辉(1970-),男，教授，博士，博士生导师，研究方向为铝合金结构疲劳、残余应力，E-mail：xnrpt@163・com文章编号：0258-2724(2013)03-0500-07D0I:10.3969/j.issn.0258-2724.2013.03.017摘要：为了确定高速列车常用5、6、7系列铝合金部件的安全可靠性，采用恒载荷方法和恒位移方法研究了其应力腐蚀开裂敏感性，对试样进行机械切口并预制疲劳裂纹，在施力点施加恒定载荷或恒位移后进行腐蚀试验•通过相同加载对比实验发现：3种系列铝合金中，7N01P-T4临界应力强度因子值低于11.238MPa51/2,应力极限值低于224.3MPa,抗应力腐蚀性能比5083P-Hllk6005A-T6差，但均满足使用要求；应力腐蚀阴极反应而导致的氢脆在裂纹源区附近呈现典型的应力腐蚀特征，在疲劳区附近表现氢致开裂特征，与实际断口上直线沟槽分布状况相符.关键词：铝合金；车体；应力腐蚀；恒载荷加载；氢致开裂中图分类号：TG115.28文献标志码：A近年来高速列车的快速发展对车体轻量化提出了更高的要求，高速铁路车辆采用铝合金中空结构比钢结构减轻自重35%〜66%,同时可增效和节能10%以上.5、6、7系铝合金由于各自的优异性能，已被应用于制造高速列车车体各主要部件，对车体的安全运行起着至关重要的作用：1-3].陈小明等认为影响7000系铝合金的SCC敏感性因素很多，如热处理工艺、外部环境、电化学效应等[7].本文对车体用5、6、7系铝合金按两种不同加载方式进行应力腐蚀试验，探讨其抵抗应力腐蚀开裂性能，对高速列车车体制造及运行过程中车体铝合金应力腐蚀行为进行评价.1试验原理2试验内容针对高速列车常用5083P-H111.6005A-T6.7N01P-T4铝合金，采用恒位移和恒载荷两种加载方式对比其应力腐蚀性能3种铝合金材料化学成分、力学性能如表1和表2所示[10],试验按照IS07539-2003《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》进行•恒位移应力腐蚀试验时，每组材料试件数量为2,试样B=6mm,W=12mm,三点弯跨距为60mm.为了使试验具有可比性，取加载到3种材料上最大应力都接近于材料屈服强度值，试样加载情况见表3所示.放入周期腐蚀试验箱内进行腐蚀，温度为室温25°C,腐蚀液为质量分数3.5%的NaCl溶液，箱内相对湿度为70±5%,腐蚀时间为80d.恒载荷应力腐蚀试验时，采用线切割切口试样，切割用卒目丝直径①WO.2mm,B=6mm,W=12mm,切口长为2mm,预制疲劳裂纹在YK-1型音叉式疲劳开缝机上进行.预制疲劳裂纹后，在试样缺口两侧贴好刀口，在CFW-150型悬臂梁应力腐蚀持久试验机上加载，将裂纹区域浸入质量分数3.5%的NaCl溶液中•试验中利用引伸计监测刀口张开位移8,观察采集的6-t曲线，判断启裂时间，同时对6-t曲线不发生变化的试样，试验时间适当延长.试验完成后，用三点弯曲法在WDW-3100型拉压试验机上将腐蚀试样压断，用JSM-6490LV扫描电镜SEM(scanningelectronmicroscopy)观察腐蚀断口及腐蚀产物形貌.3试验结果及讨论3.1恒载荷应力腐蚀3.1.1试验结果恒载荷试验获得数据如表4所示.3.1.2试样裂纹宏观形貌恒载荷应力腐蚀实验中，5083P-H111和6005A-T6铝合金母材表面都未出现应力腐蚀裂纹，7N01P-T4母材发生了应力腐蚀表面出现了细小的应力腐蚀裂纹，宏观形貌如图2所示.从图2看出，5083P-H111和6005A-T6铝合金试样疲劳裂纹下面只有腐蚀产物的堆积，没有出现应力腐蚀.7N01P-T4的HZ-4号试样疲劳裂纹下出现了明显的分叉式应力腐蚀裂纹，主裂纹比较平直，细小的裂纹分叉随机分布.3.1.3试样断口宏观形貌恒载荷应力腐蚀试验中，5、6、7系列铝合金试样断口宏观形貌如图3所示.图3(a)中，HZ-1号试样断口平整细腻，没有出现应力腐蚀沟槽•图3(b)中，HZ-2号试样预制疲劳区断口比较粗糙，出现了直线沟槽，一直延伸到线切割切口处，但疲劳裂纹前端没有出现应力腐蚀裂纹，没有发生应力腐蚀开裂.图3(c)中，HZ-4试样断口上应力腐蚀区出现了明显的应力腐蚀裂纹，且疲劳区也出现了较深的直线沟槽，一直延伸...